[发明专利]一种胶结砂砾石外加剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种胶结砂砾石外加剂及其制备方法。该外加剂包括以下重量份的组分：烷基磺酸钠10～15份、粘土陶粒20～30份、改性粉煤灰30～50份、改性纳米橡胶粉10～15份、膨胀石墨5～10份，以及木质素磺酸钠10～15份。本发明制备得到的外加剂能够有效地提升胶结砂砾石的抗冻性能。

技术领域

本发明属于胶结砂砾石外加剂技术领域，具体涉及一种胶结砂砾石外加剂及其制备方法。

背景技术

胶结坝是基于“宜材适构、宜构适材”的新筑坝理念发展下的一种新坝型，介于土石坝与混凝土坝之间，包括胶结砂砾石坝(曾用名胶凝砂砾石坝)、胶结人工砂石坝、胶结堆石坝、胶结土坝等，它对筑坝材料要求低，能充分天然砂、砾、石和工程开挖料，加入少量水泥、外加剂、粉煤灰胶结，经过粗筛粗拌形成筑坝材料。由于筑坝过程中做到零弃料或者少弃料，有利于环境保护，水泥用量少，绝热升温地，利于做好温控，施工更快捷，因此，胶结坝得到广泛应用，特别是在我国高寒地区也慢慢开始应用。一般来说，胶结砂砾石中骨料含泥量约5％，导致现有的外加剂在胶结坝的使用过程中，往往存在效率低、作用无法充分发挥等，减水剂起不到减水效果、引气剂的效果无法发挥、胶结砂砾石工作性差等问题。为改善胶结砂砾石在高寒地区的工程耐久性，迫切需要能够提升胶结砂砾石的工作性、抗冻性，研发适合胶结砂砾石的专用外加剂显得尤为重要。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种胶结砂砾石外加剂及其制备方法，可有效解决现有外加剂抗冻性能差的问题。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种胶结砂砾石外加剂，包括以下重量份的组分：

烷基磺酸钠10～15份、粘土陶粒20～30份、改性粉煤灰30～50份、改性纳米橡胶粉10～15份、膨胀石墨5～10份，以及木质素磺酸钠10～15份。

进一步地，包括以下重量份的组分：

烷基磺酸钠10份、粘土陶粒30份、改性粉煤灰40份、改性纳米橡胶粉15份、膨胀石墨5份，以及木质素磺酸钠10份。

进一步地，改性粉煤灰的制备方法如下：

将粉煤灰置于乙醇溶液中浸泡2～5h，取出，并将其与膨润土混合后溶解，于100～150℃反应5～8h后，过滤并烘干即可；其中，膨润土的添加量为粉煤灰重量的5～10％。

进一步地，反应温度为110℃，反应时间为5h。

进一步地，膨润土的添加量为粉煤灰重量的6％。

进一步地，改性纳米橡胶粉的制备方法如下：

将废旧橡胶粉置于氢氧化钠溶液中浸泡18～20h后，取出并洗涤至中性，再置于无水乙醇中浸泡1～1.5h，再加入乙烯基三乙氧基硅烷、乙酸酐和引发剂，于70-75℃搅拌反应2～3h，过滤，加入丙酮进行沉淀分离，然后用清水洗涤，再干燥粉碎即可；其中，废旧橡胶粉、乙烯基三乙氧基硅烷、乙酸酐和引发剂的重量比为20～30:1～1.5:4～5:0.1～0.2。

进一步地，废旧橡胶粉、乙烯基三乙氧基硅烷、乙酸酐和引发剂的重量比为20:1:5:0.2。

进一步地，引发剂为过氧化苯甲酰或过硫酸铵。

进一步地，粘土陶粒为饱水状态的粘土陶粒。

上述胶结砂砾石外加剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)按配方在烷基磺酸钠中加入粘土陶粒，继续搅拌混合2～5h，然后于真空环境中与改性粉煤灰搅拌混合20～30h冷却后喷水湿润其表面；